DE69322017T2

DE69322017T2 - Wellenleitersystem von einem Mikrowellenofen

Info

Publication number: DE69322017T2
Application number: DE69322017T
Authority: DE
Inventors: Pil Doo Changwon-Si Kyungsangnam-Do Joo; Kwan Ho Changwon-Si Kyungsangnam-Do Lee; Kyung Sam Changwon-Si Kyungsangnam-Do Lim
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1999-06-24
Anticipated expiration: 2013-05-22
Also published as: EP0585143B1; EP0585143A1; KR940004259A; US5567339A; CA2096893C; KR950003782B1; JPH06111933A; CN1029906C; DE69322017D1; CN1083301A; CA2096893A1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen Mikrowellenherd und insbesondere ein Wellenleitersystem eines Mikrowellenherdes, das von einem Magnetron erzeugte Mikrowellen in einen Hohlraum des Herdes über Mikrowellen-Zuführöffnungen in der Wand des Hohlraums leitet, um in dem Hohlraum befindliche Lebensmittelerzeugnisse zu erwärmen, und sie geht von EP-A-0 478 053 aus.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Im allgemeinen handelt es sich bei einem Mikrowellenherd um ein Kochgerät zum dielektrischen Erhitzen von Lebensmittelerzeugnissen, die sich in einem Hohlraum befinden, mit Mikrowellen, die von einem Magnetron erzeugt, auf einen Wellenleiter gerichtet und anschließend in den Hohlraum emittiert werden, so daß sie auf die Lebensmittelerzeugnisse auftreffen. Die Mikrowellenherde werden in einen Einzelzuführ-Typ, einen Zweifachzuführ-Typ und einen Mehrfachzuführ-Typ unterschieden, wobei sich diese Unterscheidung nach der Anzahl der Mikrowellen-Zuführöffnungen zum Einleiten der Mikrowellen in den Hohlraum richtet.
Einer der herkömmlichen Mikrowellenherde von Einzelzuführ-Typ entspricht der Darstellung in Fig. 1a und 1b der beigefügten Zeichnungen und umfaßt einen Hohlraum 301 mit einem Innenraum und einer Mikrowellen-Zuführöffnung 302, die durch eine Seitenwand desselben hindurch ausgebildet ist, um Mikrowellen in den Hohlraum zu leiten; einen Teller 305, der sich mittig am Boden des Hohlraums 301 befindet, um eine Last, so beispielsweise ein Lebensmittelerzeugnis, aufzunehmen, und von einem Motor 306 gedreht wird; einen Wellenleiter 303, der außerhalb des Hohlraums 301 angeordnet ist und die Mikrowellen-Zuführöffnung 302 umgibt und mit der Zuführöffnung in Verbindung steht; sowie ein Magnetron 304, das an der Rückseite des Wellenleiters 303 angebracht ist.
Bei diesem Aufbau erzeugt das Magnetron 304, wenn dem Mikrowellenherd Elektroenergie zugeführt wird, Mikrowellen, die ihrerseits in den Wellenleiter 303 eingeleitet und anschließend über die einzelne Mikrowellen-Zuführöffnung 302 der Seitenwand des Hohlraums so in den Hohlraum 301 so emittiert werden, daß sie auf das Lebensmittel auf dem sich drehenden Teller 305 auftreffen und Zubereitung des Lebensmittels über dielektrische Rahmung bewirken.
Dieser Mikrowellenherd nach dem Stand der Technik mit der einzelnen Mikrowellen- Zuführöffnung, durch die die auf ein Lebensmittel in dem Hohlraum zu richtenden Mikrowellen hindurchtreten, weist jedoch die folgenden Nachteile auf:
Zunächst wird bei der Zubereitung von flachen Lebensmittelerzeugnissen, wie beispielsweise Leber, Tintenfisch, Pizza und dergleichen, keine einheitliche Erwärmung erreicht, so daß der mittlere Abschnitt des Lebensmittels zu stark erhitzt werden und verbrennen kann. Zweitens kann es, wenn Lebensmittelerzeugnisse erwärmt werden, die sich in Behältern einer bestimmten Höhe, wie beispielsweise einer Milchflasche, einer Tasse und dergleichen, befinden, dazu kommen, daß der obere Abschnitt des Behälters intensiver erhitzt wird als der untere Abschnitt, so daß es zu einer Erwärmungstemperaturdifferenz zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Behälters kommt. Dadurch kann es beim Verzehr des erhitzen flüssigen Getränkes, wie beispielsweise Milch, chinesischer Medizin oder dergleichen, zu einem unangenehmen Gefühl aufgrund des Temperaturunterschiedes zwischen dem oberen und dem unteren Bereich des flüssigen Getränks in dem Behälter kommen. Drittens ist es, da ein Lebensmittelerzeugnis insgesamt nicht gleichmäßig erwärmt, wird erforderlich, die Zubereitungszeit zu verlängern, um den unzureichend erwärmten Teil weiter zuzubereiten, wodurch der Energieverbrauch steigt.
Dementsprechend sind, um die Probleme zu lösen, die bei dem Mikrowellenherd eines Einfachzuführ-Typs auftreten, wie sie oben beschrieben sind, Mikrowellenherde eines Zweifachzuführ-Typs vorgeschlagen worden, die zwei Mikrowellen-Zuführöffnungen in einer Seitenwand eines Hohlraums aufweisen, wobei typische Beispiele dafür in dem US-Patent Nr. 5,057,660 sowie der europäischen Patentveröffentlichung Nr. 0,478,053 offenbart sind.
Die Mikrowellenherde vom Zweifachzuführ-Typ nach dem Stand der Technik, wie sie in den obengenannten Patenten offenbart sind, werden nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 2a, 2b, 3a und 3b der beigefügten Zeichnungen zusammenfassend erläutert.
Der Herd umfaßt, wie zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 2a und 2b zu sehen ist, die eine Längsschnittansicht beziehungsweise eine auseinandergezogene Teilperspektivansicht des Mikrowellenherdes vom Zweifachzuführ-Typ zeigen, wie er in dem US Patent Nr. 5,057,660 offenbart ist, einen Hohlraum 201 mit einem aus einer oberen und einer unteren Mikrowellen-Zuführöffnung 206a, 206b, die in einer Seitenwand desselben ausgebildet sind, bestehendes Paar; eine aus einer oberen und einer unteren Heizeinrichtung 202, 202, die in dem Hohlraum 201 angeordnet sind, bestehendes Paar; eine Vielzahl von Paaren von Ablagen 204, die in unterschiedlichen Abständen an den einander gegenüberliegenden Seitenwandflächen des Hohlraums 201 ausgebildet sind, um ein Blech 203 je nach der Größe einer Last bzw. eines Lebensmittels, das auf das Blech aufgelegt wird, in verschiedener Höhe verstellbar zu tragen; sowie eine flache Abdeckplatte 209, die an der Außenwandfläche des Hohlraums 201 den Ablagen 204 zwischen der oberen und der unteren Zuführöffnung 206a, 206b gegenüber angebracht ist, um einfache Erzeugung von stehende Wellen in einem Wellenleiter 205 zu bewirken.
Der Wellenleiter 205, der die Mikrowellen leitet, die von einem Magnetron 207 erzeugt werden, ist an der Außenwandfläche des Hohlraums 201 angeordnet und deckt alle Mikrowellen-Zuführöffnungen 206a, 206b sowie Abdeckplatte 209 ab, und das Magnetron 207 ist an der Außenfläche einer Wand des Wellenleiters 205 angebracht, wobei eine vorstehende Antenne 208 desselben in den Wellenleitern eingeführt ist. Dieser Mikrowellenherd wird normalerweise als multifunktioneller Mikrowellenherd bezeichnet, mit dem sowohl elektrisch als auch mit Mikrowellen erhitzt werden kann.
Beim Betrieb des so aufgebauten Mikrowellenherdes wird, wenn ein Lebensmittelerzeugnis unter Verwendung der Heizeinrichtungen zubereitet werden soll, ein Heizbetrieb gewählt, und anschließend wird dem Herd in dem Zustand, in dem das Lebensmitteler zeugnis auf den Blechen 203 von den Ablagen 204 getragen aufliegt, Elektroenergie zugeführt. Dadurch wird der oberen und der unteren Heizeinrichtung 202, 202 die in den Hohlraum 201 angeordnet sind, Energie zugeführt, um das Lebensmittelerzeugnis zu erhitzen.
Wenn hingegen ein Lebensmittelerzeugnis mit Mikrowellen zubereitet werden soll, wird der Mikrowellenbetrieb gewählt, und anschließend wird dem Herd Elektroenergie zugeführt. Dadurch erzeugt das Magnetron 207 Mikrowellen, die ihrerseits über die obere und die untere Mikrowellen-Zuführöffnung 206a, 206b auf das Lebensmittel auf dem Hohlraum 201 emittiert werden, um das Lebensmittel dielektrisch zu erhitzen.
Dieser Mikrowellenherd vom Zweifachzuführ-Typ weist jedoch insofern Nachteile auf, als, da der Wellenleiter 205 länger ist und die separate Abdeckplatte 209 an der Außenfläche der Wand des Hohlraums 201 angebracht werden muß, um die Erzeugung der stehenden Wellen in dem Wellenleiter 205 zu ermöglichen, die Materialkosten und die Anzahl der Herstellungsschritte zunehmen, so daß die Herstellungskosten steigen. Des weiteren werden, da keine Kurzschlußfläche zwischen der Antenne 208 des Magnetrons 207 und einer Seitenfläche des Wellenleiters 205 vorhanden ist, die stehenden Wellen in dem Wellenleiter nicht in ausreichendem Maße erzeugt, so daß die Ausgangsleistung und die gleichmäßige Erwärmungsleistung des Ofens abnehmen können.
Wie im folgenden aus Fig. 3a und 3b zu ersehen ist, die eine Längsschnittansicht bzw. eine schematische Perspektivansicht des Mikrowellenherdes zeigen, der in der europäischen Patentveröffentlichung Nr. 0,478,053 offenbart ist, umfaßt der Herd einen sich vertikal erstreckenden Wellenleiter 105, der integral mit einer Seitenwand eines Hohlraums 101 ausgebildet ist und einen vorstehenden Abschnitt 104 am oberen Abschnitt seiner Außenwand sowie eine obere und eine untere Mikrowellen-Zuführöffnung 106a, 106b aufweist, die im oberen und unteren Abschnitt seiner Innenwand ausgebildet sind und mit dem Inneren des Hohlraums in Verbindung stehen; und ein Magnetron 107 mit einer Antenne 108, das an dem vorstehenden Abschnitt 104 des Wellenleiters 105 angebracht ist, wobei die Antenne in den vorstehenden Abschnitt zu dem Abschnitt beabstandet eingeführt ist, so daß zwischen ihnen eine kurzgeschlossene Fläche entsteht. Die Breite des vorstehenden Abschnitts 104 des Wellenleiters wird so gewählt, daß sie im wesentlichen der Länge der Antenne 108 entspricht, und der Wellenleiter 105 ist mit einer horizontalen Oberwand 105a und einer geneigten unteren Wand 105b versehen. Des weiteren wird der Abstand zwischen der oberen und der unteren Mikrowellen- Zuführöffnung 106a, 106b so gewählt, daß er so groß wie möglich ist, so daß sich die obere und die untere Zuführöffnung in der Nähe des oberen bzw. des unteren Endes des Wellenleiters 105 befinden.
Bei diesem Aufbau bewirken die von dem Magnetron 107 erzeugten und über die Antenne 108 emittierten Mikrowellen, wenn der Mikrowellenherd angeschaltet wird, stehende Wellen in dem Wellenleiter 105 über den vorstehenden Abschnitt 104 des Wellenleiters, der mit der Antenne kurzgeschlossen ist, und werden anschließend teilweise direkt über die obere Mikrowellen-Zuführöffnung 106a des Wellenleiters in den Hohlraum 101 emittiert, während der Rest von der geneigten unteren Wand 105b des Wellenleiters reflektiert und anschließend über die untere Mikrowellen-Zuführöffnung 106b in den Hohlraum emittiert wird. So entsteht ein Interferenzfeld in dem Hohlraum, so daß das Lebensmittel in dem Hohlraum gleichmäßig erhitzt werden kann.
Auch dieser Mikrowellenherd nach dem Stand der Technik weist jedoch dahingehend Nachteile auf, daß der Wellenleiter 105 länger ist, um den großen Abstand zwischen der oberen und der unteren Mikrowellen-Zuführöffnung 106a, 106b herzustellen, und zusätzlich der vorstehende Abschnitt 104 an der Außenwand des Wellenleiters vorhanden sein muß, um die kurzgeschlossene Fläche herzustellen, die die Erzeugung der stehenden Wellen in dem Wellenleiter bewirkt, daß der Wellenleiter relativ kompliziert aufgebaut ist, so daß die Anzahl der Herstellungsschritte und damit die Herstellungskosten zunehmen. Des weiteren erschwert der lange Wellenleiter die Anordnung der Teile einer elektrischen Vorrichtung in einem Raum unterhalb des Wellenleiters an eine Seitenwand des Hohlraums angrenzend während des Zusammenbaus.

Zusammenfassung der Erfindung

Angesichts der obenaufgeführten Nachteile der Mikrowellenherde nach dem Stand der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Wellenleitersystem eines Mikrowellenherdes zu schaffen, das verbesserte Erwärmungsleistung gewährleistet, so daß Lebensmittel in einem Hohlraum des Herdes gleichmäßiger erhitzt werden können, und der mit einem kürzeren Wellenleiter versehen ist, um die Anordnung der Teile einer elektrischen Vorrichtung für den Herd zu erleichtern.
Um die obengenannte Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ein Wellenleitersystem eines Mikrowellenofens geschaffen, das einen Hohlraum umfaßt, der ein zuzubereitendes Lebensmittel enthält und zwei oder mehr Mikrowellen-Zuführöffnungen aufweist, die in einer Wand desselben ausgebildet sind; und ein Magnetron mit einer Antenne, das zwischen den Mikrowellen-Zuführöffnungen von der Wand mit den Mikrowellen-Zuführöffnungen beabstandet angeordnet ist, um Mikrowellen mit einer Frequenz λg zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß es des weiteren einen Wellenleiter umfaßt, der sechsflächig geformt ist und die Mikrowellen- Zuführöffnungen abdeckt, das Magnetron direkt trägt und die Mikrowelle durch die Mikrowellen-Zuführöffnungen in den Hohlraum hineinleitet und eine kurzgeschlossene Fläche aufweist, die von der Antenne um eine Strecke λg/4 beabstandet und parallel zu der Antenne ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bei den beigefügten Zeichnungen sind:
Fig. 1a und 1b eine schematische Perspektivansicht bzw. eine Längsschnittansicht eines Mikrowellenherdes vom Einzelzuführ-Typ nach dem Stand der Technik;
Fig. 2a und 2b eine Längsschnittansicht bzw. eine auseinandergezogene Teilperspektivansicht, die ein Beispiel eines Mikrowellenherdes vom Zweifachzuführ-Typ nach dem Stand der Technik zeigen;
Fig. 3a und 3b eine Längsschnittansicht bzw. eine schematische Perspektivansicht, die ein weiteres Beispiel eines Mikrowellenherdes vom Zweifachzuführ-Typ nach dem Stand der Technik zeigen;
Fig. 4 eine Perspektivansicht des Mikrowellenherdes vom Zweifachzuführ-Typ gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Längsschnittansicht des Herdes in Fig. 4;
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der Fig. 5;
Fig. 7a eine Längsschnittansicht des Mikrowellenherdes vom Zweifachzuführ-Typ gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Längsschnittansicht des Mikrowellenherdes vom Zweifachzuführ-Typ gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9a und 9b schematische Darstellungen, die Temperaturverteilungen bei der experimentellen Erwärmung von Gebäck unter Verwendung des Mikrowellenherdes vom Einfachzuführ-Typ nach dem Stand der Technik bzw. des Mikrowellenherdes vom Zweifachzuführ-Typ der vorliegenden Erfindung zeigen; und
Fig. 10a und 10b Diagramme, die Temperaturverteilungen bei der experimentellen Erwärmung von Flaschen unter Verwendung des Mikrowellenherdes vom Einfachzuführ-Typ nach dem Stand der Technik bzw. des Mikrowellenherdes vom Zweifachzuführ-Typ der vorliegenden Erfindung darstellen.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Die Erfindung wird im folgenden ausführlich als Beispiel unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 10 der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Erste Ausführung

Fig. 4 bis 6 zeigen in Perspektivansicht bzw. Schnittansicht den Mikrowellenherd vom Zweifachzuführ-Typ gemäß der ersten Ausführung der Erfindung, und es ist zu sehen, daß ein Wellenleitersystem des Mikrowellenherdes gemäß dieser Ausführung einen Hohlraum 1 umfaßt, der ein zuzubereitendes Lebensmittel enthält und ein aus einer oberen und einer unteren Mikrowellen-Zuführöffnung 6a, 6b, die in einer Seitenwand desselben ausgebildet sind, bestehendes Paar enthält; ein Magnetron 7 mit einer Antenne 8, das zwischen den Mikrowellen-Zuführöffnungen 6a, 6b von der Seitenwand mit den Zuführöffnungen beabstandet angeordnet ist, um Mikrowellen mit einer Frequenz λg zu erzeugen, sowie einen Wellenleiter 5, der an der Seitenwand des Hohlraums 1 angeordnet ist und die Zuführöffnung 6a, 6b abdeckt, das Magnetron 7 trägt und die Mikrowellen durch die Zuführöffnungen in dem Hohlraum leitet und eine kurzgeschlossene Fläche aufweist, die von der Antenne 8 um eine Strecke λg/4 beabstandet und parallel zu der Antenne ist.
Die obere Mikrowellen-Zuführöffnung 6a ist im oberen Abschnitt der Seitenwand des Hohlraums 1 ausgebildet, und die untere Mikrowellen-Zuführöffnung 6b ist im mittleren Abschnitt der gleichen Seitenwand ausgebildet. Obwohl die Mikrowellen-Zuführöffnungen vorzugsweise rechteckige Formen haben, können sie auch viereckig sein oder jede beliebige andere geeignete Form haben.
Des weiteren sind, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, die obere und die untere Mikrowellen- Zuführöffnung 6a und 6b der Seitenwand des Hohlraums 1 so ausgebildet, daß die obere Zuführöffnung 6a näher an der Antenne 8 des Magnetrons 7 liegt als die untere Zuführöffnung 6b und eine kleinere Öffnungsfläche hat als die untere Zuführöffnung. Die Zuführöffnungen 6a, 6b sind deshalb mit unterschiedlicher Größe ausgebildet, damit die in die Öffnungen emittierten Mikrowellen ein elektrisches Feld gleichmäßiger Stärke erzeugen können. Das heißt, wenn die beiden Mikrowellen-Zuführöffnungen in den Abschnitten des Hohlraums 1 an den aneinander gegenüberliegenden Enden des Wellenleiters 5 ausgebildet sind, müssen die Mikrowellen-Zuführöffnungen, da die Abstände zur Antenne 8 des Magnetrons von den einander gegenüberliegenden Enden des Wellenleiters unterschiedlich sind, unterschiedliche Öffnungsflächen haben, um ein elektri sches Feld mit einheitlicher Stärke zu erzeugen. Das heißt, um einheitliche Stärke des elektrischen Feldes der Mikrowellen zu erzielen, die den Mikrowellen-Zuführöffnungen zugeführt werden, die an den verschiedenen Abschnitten des Hohlraums ausgebildet sind, muß die obere Zuführöffnung 6a, die nahe an der Antenne 8 des Magnetrons 7 liegt, mit einer kleineren Öffnungsfläche versehen sein, während die untere Zuführöffnung 6b, die von der Antenne weiter entfernt ist, mit einer großen Fläche ausgebildet sein muß.
Der Wellenleiter 5, der die Mikrowellen leitet, ist außerhalb des oberen Abschnitts der Seitenwand des Hohlraums 1 so angebracht, daß er sowohl die obere als auch die untere Mikrowellen-Zuführöffnung 6a, 6b umschließt, und es handelt sich dabei um einen rechteckigen prismatischen Körper mit rechteckigem Querschnitt, der eine horizontale obere Wand 5a und eine geneigte untere Wand 5b umfaßt. Bei diesem Aufbau des Wellenleiters treffen die über die obere Mikrowellen-Zuführöffnung in den Hohlraum emittierten Mikrowellen auf das auf einem Drehteller 3, der sich am Boden des Hohlraums befindet und von einem Motor 2 gedreht wird, befindliche Lebensmittel indirekt auf, während die über die untere Mikrowellen-Zuführöffnung in den Hohlraum emittierten Mikrowellen über Reflexion von der geneigten unteren Wand 5b des Wellenleiters direkt auf das Lebensmittel auf dem Teller 3 auftreffen.
Das Magnetron 7, das die Mikrowellen erzeugt und sie über die Antenne 8 emittiert, ist an der Rückseite des Wellenleiters 5 angebracht, wobei die Antenne in den Wellenleiter hinein vorsteht. Dabei wird, wie in Fig. 5 dargestellt, die Anbringungsposition der Antenne 8 des Magnetrons so festgelegt, daß der Abstand zwischen der Antenne und der horizontalen oberen Wand 5a des Wellenleiters dem Wert λg/4 entspricht. Dadurch entsteht eine kurzgeschlossene Fläche, die während der Schwingung des Magnetrons stehende Wellen in dem Wellenleiter erzeugt. Wenn der Abstand zwischen der Antenne des Magnetrons und einem Ende des Wellenleiters den Wert λg/4 hat, so daß das Ende des Wellenleiters die horizontale Kurzschlußfläche bildet, hat der Abstand zwischen der Antenne und dem anderen Ende des Wellenleiters normalerweise einen Wert von mehr als λg/4. Daher beträgt gemäß der vorliegenden Erfindung die minimale Länge des Wellenleiters λg/2, und die maximale Länge des Wellenleiters kann einen Wert haben, der sich durch Subtraktion der Höhe der Teile einer elektrischen Vorrichtung, wie bei spielsweise einem Hochspannungstransformator (high voltage transformer (HVT)) einem Hochspannungskondensator (high voltage capacitor (HVC)) und dergleichen von der Höhe des Hohlraums ergibt, wie dies bei dem Stand der Technik der Fall ist. Das heißt, die Länge des Wellenleiters der vorliegenden Erfindung liegt in dem Bereich von λg/2 bis zu dem Wert, der sich ergibt, wenn die Höhe der elektrischen Vorrichtung von der Höhe des Hohlraums subtrahiert wird. Dabei ist λg die Wellenlänge der in dem Magnetron erzeugten Mikrowellen.
Im folgenden wird die Funktion des so aufgebauten Mikrowellenherdes der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 beschrieben.
Wenn dem Herd zum Betrieb Elektroenergie zugeführt wird, werden die von dem Magnetron 7 erzeugten Mikrowellen über die Antenne 8 in den Wellenleiter 5 emittiert und anschließend an dem Wellenleiter entlang geleitet. Danach treten die Mikrowellen teilweise durch die obere Mikrowellen-Zuführöffnung 6a hindurch, werden von den Innenwandflächen des Hohlraums 1 reflektiert und treffen anschließend indirekt auf das auf dem Drehteller 3 liegende Lebensmittel auf, während der Rest von der geneigten unteren Fläche des Wellenleiters reflektiert wird, durch die untere Mikrowellen-Zuführöffnung 6b hindurchtritt und anschließend direkt auf das Lebensmittel auftrifft. Dadurch entsteht ein Interferenzfeld in dem Hohlraum, durch das das Lebensmittel dielektrisch erhitzt wird.
Dabei ermöglicht die Kurzschlußfläche zwischen der einen Seitenwand des Wellenleiters 5 und der Antenne 8 des Magnetrons 7 die leichte Herstellung der stehenden Wellen, um die Leistung und die gleichmäßige Erhitzung des Herdes zu verbessern, und die kürzere Länge des Wellenleiters 5, der an dem oberen Abschnitt einer Seitenwand des Hohlraums 1 angebracht ist, ermöglicht leichte Anordnung der Teile der elektrischen Vorrichtung unter dem Wellenleiter. Des weiteren kann der Wellenleiter, da der Wellenleiter so ausgebildet sein kann, daß seine Länge der Länge des Wellenleiters für den Mikrowellenherd vom Einzelzuführ-Typ mit einer einzelnen Mikrowellen-Zuführöffnung nach dem Stand der Technik entspricht, sowohl für Herde nach dem Stand der Technik als auch für die gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Des weiteren lassen sich, da für den Herd der vorliegenden Erfindung keine separate flache Abdeckplatte, die an der Außenfläche einer Seitenwand des Hohlraums angeordnet ist, oder ein vorstehender Abschnitt erforderlich ist, der an dem Wellenleiter vorhanden ist, um die stehenden Wellen zu erzeugen, wie dies im US Patent Nr. 5,057,660 sowie der europäischen Patentveröffentlichung Nr. 0,478,053 offenbart ist, die oben erläutert sind, die Materialkosten und die Anzahl von Herstellungsschritten verringern, wodurch die Herstellungskosten sinken.
Darüber hinaus können mit dem Herd der vorliegenden Erfindung die bei den Mikrowellenherden vom Einzelzuführ-Typ nach dem Stand der Technik auftretenden Probleme gelöst werden, da die durch die obere und die untere Mikrowellen-Zuführöffnung 6a, 6b hindurchgeleiteten Mikrowellen gleichmäßig auf das Lebensmittel in dem Hohlraum auftreffen und dabei das Interferenzfeld in dem Hohlraum bilden, um so das Lebensmittel 1 gleichmäßig dielektrisch zu erhitzen. Das heißt, mit dem Mikrowellenherd der vorliegenden Erfindung läßt sich nicht nur gleichmäßiges Erhitzen von dünnen flachen Lebensmittelerzeugnissen erreichen, sondern darüber hinaus wird der Erwärmungstemperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Bereich eines Behälters mit einer bestimmten Höhe bei dem Erhitzen des in dem Behälter enthaltenen Lebensmittelerzeugnisses vermieden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es daher nicht erforderlich, die Bereiche des Lebensmittels, die aufgrund ungleichmäßiger Erhitzung nicht zubereitet worden sind, zusätzlich zu erhitzen, so daß die Verlängerung der Zubereitungszeit und das Ansteigen des Energieverbrauchs vermieden werden.
Um die Effekte der vorliegenden Erfindung, wie sie oben aufgeführt sind, zu bestätigen, sind Versuche hinsichtlich der gleichmäßigen Erhitzung in dem Mikrowellenherd durchgeführt worden. Die Ergebnisse werden im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 9a, 9b, 10a und 10b erläutert.
Zunächst wird auf Fig. 9a und 9b Bezug genommen, bei denen es sich um schematische Darstellungen handelt, die die Temperaturverteilung in Gebäck zeigen, das mit dem Mikrowellenherd vom Einzelzuführ-Typ nach dem Stand der Technik bzw. dem Mikrowellenherd vom Zweifachzuführ-Typ gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung über den gleichen Zeitraum erhitzt wurde. Wenn das Gebäck mit dem Mikrowellenherd nach dem Stand der Technik erhitzt wurde, waren, wie in Fig. 9a dar gestellt, die Temperaturen der entsprechenden Bereiche des Gebäcks nicht einheitlich, und insbesondere der mittlere Bereich wies die höchste Temperatur auf, so daß es zur Verbrennung kam. Das zeigt, daß die Mikrowellen in dem mittleren Bereich konzentriert werden, so daß nicht das gesamte Gebäck gleichmäßig erhitzt wurde. Wenn hingegen das Gebäck mit dem Mikrowellenherd der vorliegenden Erfindung erhitzt wurde, war, wie in Fig. 9b dargestellt, die Temperaturverteilung im gesamten Gebäck im wesentlichen einheitlich, so daß der mittlere Bereich des Gebäcks nicht verbrannte. Das zeigt, daß die Mikrowellen gleichmäßig auf das Gebäck auftreffen.
Fig. 10a und 10b sind Diagramme, die die Temperaturänderungen entsprechender Bereiche von Milchflaschen in Abhängigkeit von der Zeit bei der Erhitzung mit dem Mikrowellenherd vom Einzelzuführ-Typ nach dem Stand der Technik bzw. dem Mikrowellenherd vom Zweifachzuführ-Typ gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei zu sehen ist, daß der Mikrowellenherd nach dem Stand der Technik ein Erwärmungsmuster aufweist, bei dem die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs in Abhängigkeit von der Zeit im oberen Abschnitt der Milchflasche steifer ansteigt als im mittleren und unteren Abschnitt, wie dies in Fig. 10a dargestellt ist. Der Fachmann weiß, daß dies bedeutet, daß die Mikrowellen nicht gleichmäßig auf den oberen, den mittleren und den unteren Abschnitt der Milchflasche auftreffen, so daß keine gleichmäßige Erhitzung erzielt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung jedoch steigt die Temperatur, wie in Fig. 10b dargestellt, im oberen, mittleren und unteren Abschnitt der Milchflasche im wesentlichen gleichmäßig an. Dies zeigt, daß die Mikrowellen gleichmäßig auf alle Bereiche auftreffen.

Zweite Ausführung

Wie in Fig. 7a und 7b, die die zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung im Schnitt zeigen, dargestellt, ist diese Ausführung hinsichtlich des allgemeinen Aufbaus und der Funktion im wesentlichen identisch mit der vorangehenden Ausführung, d. h., der Herd dieser Ausführung umfaßt ebenfalls einen Hohlraum, der zuzubereitendes Lebensmittel enthält und ein aus zwei Mikrowellen-Zuführöffnungen, die in einer Wand desselben ausgebildet sind, bestehendes Paar aufweist, ein Magnetron mit einer Antenne, das zwischen den Mikrowellen-Zuführöffnungen von der Wand mit den Zuführöffnungen beabstandet angeordnet ist, um Mikrowellen mit einer Frequenz λg zu erzeugen, und einen Wellenleiter, der die Mikrowellen-Zuführöffnungen abdeckt, das Magnetron trägt und die Mikrowellen durch die Zuführöffnungen in den Hohlraum leitet und eine Kurzschlußfläche aufweist, die von der Antenne um eine Strecke λg/4 beabstandet und parallel zu der Antenne ist. Daher ist keine weitere ausführliche Erläuterung erforderlich.
Diese Ausführung unterscheidet sich jedoch von der ersten Ausführung dadurch, daß die obere und die untere Mikrowellen-Zuführöffnung 16a, 16b des Hohlraums 11 so ausgebildet sind, daß die obere Zuführöffnung 16a eine größere Öffnungsfläche hat als die untere Zuführöffnung 16b, und daß der Wellenleiter 15 so ausgebildet ist, daß er eine geneigte obere Wand 15a und eine horizontale untere Wand 15b aufweist, die die Kurzschlußfläche bilden, die von der Antenne 18 des Magnetrons 17 um eine Strecke λg/4 beabstandet und parallel zu der Antenne ist. Die Unterschiede zwischen dieser Ausführung und der ersten Ausführung bestehen, kurz gesagt, darin, daß der Wellenleiter 15 so ausgebildet ist, daß er gegenüber dem Wellenleiter der ersten Ausführung umgedreht ist, und die untere Zuführöffnung 16b kleiner ist als die obere Zuführöffnung 16a und im Unterschied zu der ersten Ausführung nahe an der Antenne 18 des Magnetrons 17 angeordnet ist.
Bei diesem Aufbau treten, wie in Fig. 7a dargestellt, die in den Wellenleiter 16 während der Schwingung des Magnetrons 17 eingeleiteten Mikrowellen teilweise durch die untere Zuführöffnung 16b hindurch und treffen anschließend direkt auf ein Lebensmittel auf dem Drehteller 13 auf, der sich in dem Hohlraum 11 befindet und von einem Motor 12 gedreht wird, während die verbleibenden von der geneigten oberen Wand 15a des Wellenleiters reflektiert werden und anschließend durch die obere Zuführöffnung 16a indirekt auf das Lebensmittel auftreffen.

Dritte Ausführung

In Fig. 8 ist ein Längsschnitt durch den Mikrowellenherd vom Zweifachzuführ-Typ gemäß der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese Ausführung ist im wesentlichen mit den vorangehenden Ausführungen identisch, d. h. der Herd dieser Ausführung umfaßt einen Hohlraum mit einem aus zwei Mikrowellen-Zuführöffnungen bestehenden Paar, ein Magnetron, das Mikrowellen erzeugt, sowie einen Wellenleiter, der so angeordnet ist, daß er den Hohlraum und das Magnetron miteinander verbindet und mit den Mikrowellen-Zuführöffnungen in Verbindung steht. Daher wird auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet, um doppelte Beschreibung zu vermeiden.
Diese Ausführung unterscheidet sich jedoch von der ersten und der zweiten Ausführung dahingehend, daß eine der Mikrowellen-Zuführöffnungen, d. h. 26a, an einem Seitenabschnitt der oberen Wand des Hohlraums 21 ausgebildet ist, während die andere, d. h. 26b, im oberen Endabschnitt an der Wand des Hohlraums an die Zuführöffnung 26a der oberen Wand angrenzend ausgebildet ist, und daß der Wellenleiter 25 so geformt ist, daß er einen Längsquerschnitt mit umgekehrter L-Form hat und mit dem Hohlraum 21 so verbunden ist, daß er beide Mikrowellen-Zuführöffnungen 26a, 26b abdeckt, die in der oberen und der Seitenwand des Hohlraums ausgebildet sind.
Des weiteren hat der Wellenleiter 5 dieser Ausführung im Unterschied zu der ersten und der zweiten Ausführung einen geneigten Wandabschnitt 25a am Endabschnitt desselben, der mit der oberen Wand des Hohlraums 21 verbunden ist, sowie eine horizontale untere Wand 25b, die am Endabschnitt desselben vorhanden ist und mit der Seitenwand des Hohlraums verbunden ist und eine Kurzschlußfläche bildet, die von der Antenne 28 des Magnetrons 27 um eine Strecke λg/4 beabstandet und parallel zu der Antenne ist.
Die Bezugszeichen 22 und 23 kennzeichnen einen Motor und einen Teller.

Claims

1. Wellenleitersystem eines Mikrowellenherdes, das umfaßt:

einen Hohlraum (1; 11), der ein zuzubereitendes Lebensmittel enthält und zwei oder mehr Mikrowellen-Zuführöffnungen (6a, 6b; 16a, 16b) aufweist, die in einer Wand desselben ausgebildet sind; und

ein Magnetron (7; 17) mit einer Antenne (8; 18), das zwischen den Mikrowellen- Zuführöffnungen (6a, 6b; 16a, 16b) von der Wand mit den Mikro Wellen-Zuführ- Öffnungen beabstandet angeordnet ist, um Mikrowellen mit einer Frequenz λg zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß es des weiteren einen Wellenleiter (5, 15) umfaßt, der sechsflächig geformt ist und die Mikrowellen-Zuführöffnungen (6a, 6b; 16a, 16b) abdeckt, das Magnetron (7; 17) direkt trägt und die Mikrowelle durch die Mikrowellen-Zuführöffnungen (6a, 6b; 16a, 16b) in den Hohlraum (11; 1) hineinleitet und eine kurzgeschlossene Fläche (5a; 15b) aufweist, die von der Antenne (8; 18) um eine Strecke λg/4 beabstandet und parallel zu der Antenne ist.

2. Wellenleitersystem eines Mikrowellenherdes nach Anspruch 1, wobei die Länge des Wellenleiters (5; 15) im Bereich von λg/2 bis zur Hälfte der Höhe der Wand liegt.

3. Wellenleitersystem eines Mikrowellenherdes nach Anspruch 1, wobei die Mikrowellen-Zuführöffnungen (16a, 16b) proportional zu den Abständen zwischen der Antenne (18) und den Mittelpunkten der Mikrowellen-Zuführöffnungen (16a, 16b) unterschiedlich groß sind.

4. Wellenleitersystem eines Mikrowellenherdes nach Anspruch 1, wobei der Wellenleiter (5; 15) sechsflächig geformt ist und eine schräge Fläche (5b; 15a) gegenüber der kurzgeschlossenen Fläche (5a; 15b) hat.

5. Wellenleitersystem eines Mikrowellenherdes, das umfaßt:

einen Hohlraum (21), der ein zuzubereitendes Lebensmittel enthält und zwei oder mehr Mikrowellen-Zuführöffnungen (26a, 26b) aufweist, die jeweils in zwei benachbarten Wänden desselben ausgebildet sind; und

ein Magnetron (27) mit einer Antenne (28), das zwischen den Mikrowellen- Zuführöffnungen (26a, 26b) von den Wänden mit den Mikrowellen-Zuführöffnungen beabstandet angeordnet ist, um Mikrowellen mit einer Frequenz λg zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß es des weiteren einen Wellenleiter (25) umfaßt der sechsflächig geformt ist und die Mikrowellen-Zuführöffnung (26a, 26b) abdeckt, das Magnetron (27) direkt trägt und die Mikrowellen durch die Mikrowellen-Zuführöffnungen (26a, 26b) in den Hohlraum (21) hineinleitet und eine kurzgeschlossene Fläche (25b) aufweist, die von der Antenne (28) um eine Strecke λg/4 beabstandet und parallel zu der Antenne ist.

6. Wellenleitersystem eines Mikrowellenherdes nach Anspruch 5, wobei die Länge des Wellenleiters (25) im Bereich von λg/2 bis zur Hälfte der Länge jeder Wand des Hohlraums (21) liegt.

7. Wellenleitersystem eines Mikrowellenherdes nach Anspruch 5, wobei die Mikrowellen-Zuführöffnungen (26a, 26b) proportional zu den Abständen zwischen der Antenne (28) und den Mittelpunkten der Mikrowellen-Zuführöffnung (26a, 26b) unterschiedlich groß sind.

8. Wellenleitersystem eines Mikrowellenherdes nach Anspruch 5, wobei der Wellenleiter (25) sechsflächig geformt ist und eine schräge Fläche (25a) gegenüber der kurzgeschlossenen Fläche (25b) hat.